特許 6707385 穿孔装置及び穿孔方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6707385

(24)【登録日】2020年5月22日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】穿孔装置及び穿孔方法

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20200601BHJP

   B28D 7/02 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   B28D1/14

   B28D7/02

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-72461(P2016-72461)

(22)【出願日】2016年3月31日

(65)【公開番号】特開2017-177740(P2017-177740A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】502263905

【氏名又は名称】ダイヤモンド機工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000165424

【氏名又は名称】株式会社コンセック

(73)【特許権者】

【識別番号】596105208

【氏名又は名称】第一カッター興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 立

(72)【発明者】

【氏名】上條 宏明

(72)【発明者】

【氏名】澤田 晃成

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 貞夫

(72)【発明者】

【氏名】神田 俊介

(72)【発明者】

【氏名】綿川 文治

(72)【発明者】

【氏名】大下 貴史

(72)【発明者】

【氏名】眞野 敬英

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０２５９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６６３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０１８９８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−０７６２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１１１６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ １／１４

Ｂ２８Ｄ ７／０２

Ｂ２３Ｂ ５１／０４

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｅ２１Ｂ １０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺の円筒形状のシャンクの先端にチップを固着したコアビットと、
前記シャンクの内部空間に穿孔対象物の表面と隙間をおいて配置され、吸引口を有した吸引部と、
前記シャンク内で前記吸引部に接続され、集塵装置に接続される吸引管とを備え、
前記吸引管は、前記コアビットの軸方向に延在して前記コアビットの後方端を貫通しており、前記コアビットの外部において固定されていることを特徴とする穿孔装置。

【請求項2】

前記吸引部は、中空の円柱形状を有しており、
前記吸引口は、前記吸引部の外周部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。

【請求項3】

前記コアビットを回転させる回転機構部と、前記コアビットを直進移動させる直進機構部と、前記回転機構部及び前記直進機構部を保持する保持部とを更に備え、
前記保持部は、前記コアビットの振動を抑制する制振部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の穿孔装置。

【請求項4】

前記制振部は、前記コアビットを回転可能に挟持する複数のローラを備えていることを特徴とする請求項３に記載の穿孔装置。

【請求項5】

長尺の円筒形状のシャンクの先端にチップを固着したコアビットと、
前記シャンクの内部空間に配置され、吸引口を有した吸引部と、
前記シャンク内で前記吸引部に接続され、集塵装置に接続される吸引管とを備えた穿孔装置を用いて、穿孔対象物に対して穿孔を形成する穿孔方法であって、
前記吸引管は、前記コアビットの軸方向に延在して前記コアビットの後方端を貫通し、前記コアビットの外部において固定されたものであり、
前記吸引部を、穿孔対象物の表面と隙間をおいて配置し、
前記コアビットを、回転させながら、前記吸引部とは個別に前記穿孔対象物に対して直進移動させることにより、前記穿孔対象物に穿孔を形成することを特徴とする穿孔方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、穿孔対象物に対して長孔を形成する穿孔装置及び穿孔方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート等の構造物を穿孔するために、円筒形状のコアビットを備えた穿孔装置を用いることがある。この穿孔装置においては、コアビット内に吸引される気体を用いて、コアビット刃先部の空冷と切り粉の排出を行なう装置が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載された穿孔装置では、穿孔速度が低下したときに、ボトル状の容器のノズルから、研磨材を、コアビット外部から穿孔溝に向けて供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１１１１６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この文献に記載の穿孔装置においては、穿孔中に発生した切粉を、コアビット内で吸引して排出している。この場合、コアビット内の吸引は、穿孔対象物側とは反対側から行なわれる。

【0005】

ところで、長い孔（深い孔）を形成する場合には、連続式のコアビットを用いている。このコアビットは、チップが付いた先端部と、回転機構に接続する接続部とを分離し、これらの間にチューブを人手で追加しながら、コアビットを徐々に延長する。

【0006】

この作業負荷の軽減のため、長尺のシャンクを有する一体式のコアビットを用いることもある。しかしながら、この長尺のコアビットを用いた場合、穿孔対象物側とは反対側からの吸引では、穿孔初期段階で、穿孔面と吸引口とが遠くなる。このため、切粉を十分に排出することが難しかった。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、長尺のコアビットにおいて、切粉を効率的に排出することができる穿孔装置及び穿孔方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための穿孔装置は、長尺の円筒形状のシャンクの先端にチップを固着したコアビットと、前記シャンクの内部空間に配置され、穿孔対象物の表面と隙間をおいて配置可能な吸引口を有した吸引部と、前記シャンク内で前記吸引部に接続され、集塵装置に接続される吸引管とを備えた。これにより、穿孔対象物の表面の近傍に、吸引口を配置し、効率的に切粉を吸引することができる。

【0009】

・上記穿孔装置において、前記吸引部は、中空の円柱形状を有しており、前記吸引口は、前記吸引部の外周部に形成されていることが好ましい。これにより、コアビットが切削する円環形状の近傍に吸引口を配置することができるので、効率よく切粉を排出することができる。

【0010】

・上記穿孔装置において、前記コアビットを回転させる回転機構部と、前記コアビットを直進移動させる直進機構部と、前記回転機構部及び前記直進機構部を保持する保持部とを更に備え、前記保持部は、前記コアビットの振動を抑制する制振部を備えていることが好ましい。これにより、穿孔中にコアビットに生じる振動を抑制して、効率よく穿孔することができる。

【0011】

・上記穿孔装置において、前記制振部は、前記コアビットを回転可能に挟持する複数のローラを備えていることが好ましい。これにより、コアビットの動きを妨げないようにローラが回転しながら振動を抑制することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、穿孔時に切粉を効率的に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態の穿孔装置を説明する説明図であって、（ａ）は穿孔対象物の当接面に向かう側から見た斜視図、（ｂ）は当接面側から見た斜視図。

【図2】本実施形態の穿孔装置を説明する説明図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図。

【図3】本実施形態の穿孔装置の要部の拡大上面図。

【図4】本実施形態の穿孔装置の要部を説明する説明図であって、穿孔対象物側の当接面から穿孔装置を見た側面図。

【図5】本実施形態の穿孔装置の吸引部を説明する説明図。

【図6】本実施形態の穿孔装置の動作を説明する説明図であって、（ａ）は穿孔装置を配置した状態、（ｂ）は穿孔装置によって円環形状に切削を行なった状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図１〜図６を用いて、穿孔装置及び穿孔方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、鉄筋コンクリートブロック（穿孔対象物）に対して、長孔を形成する穿孔装置について説明する。

【0015】

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、穿孔装置１０の斜視図である。図１（ａ）は、穿孔対象物の当接面に向かう側から見た図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の当接面側から見た図である。

【0016】

図１（ａ）に示すように、本実施形態の穿孔装置１０は、略直方体形状の支持枠１１を有している。この支持枠１１は、支持部として機能し、後述する穿孔部２０及び集塵機構部３０を支持する。具体的には、支持枠１１は、四角枠を構成するフレーム１２と、各フレーム１２のそれぞれと平行に配置されて四角枠を構成するフレーム１４とを備えている。更に、支持枠１１は、対向する各フレーム１２，１４同士を連結する４つのフレーム１３と、基板１５とを備えている。基板１５は、支持枠１１のフレーム１２側に、フレーム１３に掛け渡すように取り付けられている。基板１５には、貫通孔１５ａが形成されている。この貫通孔１５ａは、後述する穿孔部２０のコアビット２１が遊嵌可能な大きさの円形状を有している。

【0017】

穿孔装置１０には、フレーム１３と平行に延在する一対（２つ）の差込ブラケット１７が設けられている。差込ブラケット１７は、フレーム１４側が開口した中空の四角柱形状からなる。この差込ブラケット１７は、穿孔装置１０を移動させる場合に、フォークリフトのフォークを差し込むために用いられる。なお、フォークリフトにより穿孔装置１０を持ち上げた場合にも、穿孔装置１０の重心がフォーク間に位置になるように、差込ブラケット１７は離間して配置されている。

【0018】

図１（ｂ）に示すように、基板１５の穿孔対象物側には、１対（２つの）の吸着部１８が取り付けられている。１対の吸着部１８は、穿孔部２０のコアビット２１が間に挿通可能な距離をおいて配置されている。各吸着部１８は、断面が長方形の板形状をしている。各吸着部１８は、長手方向の軸を中心として基板１５に揺動可能に取り付けられている。各吸着部１８は、穿孔対象物の当接面（加工面）に当接した場合に、この当接面の形状に沿うように回動し、取付角度が変更される。本実施形態の吸着部１８は、真空吸着パッドで構成されている。具体的には、各吸着部１８には、環状のシールリング１８ａが当接面に取り付けられている。このシールリング１８ａによって囲まれた空間には、吸引装置が接続されている。そして、シールリング１８ａによって囲まれた空間の空気が吸引されて、穿孔装置１０は穿孔対象物の当接面に吸着保持される。

【0019】

更に、吸着部１８と基板１５との間には、制振部としてのローラ１９が、複数、基板１５に回転可能に取り付けられている。本実施形態では、３つのローラ１９が、同一円周上に等間隔で配置されている。

【0020】

図４は、穿孔対象物の当接面側から、吸着部１８よりも後方側（フレーム１４側）を見た側面図である。この図のように、各ローラ１９の外周面が、後述するコアビット２１の外周面に当接するように、複数のローラ１９が配置されている。

【0021】

図１（ａ）に示した穿孔部２０は、コアビット２１、回転機構部２５及び直進機構部２７を備えている。回転機構部２５は、コアビット２１を回転させ、直進機構部２７は、コアビット２１を直進させる。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、コアビット２１は、略円筒形状を有しており、チップ２２とシャンク２３とを備えている。

【0022】

図３は、図２（ａ）の穿孔対象物側（図の下側）の拡大図である。
図３及び図４に示すように、コアビット２１（シャンク２３）の穿孔側（開口側）の先端には、複数の円弧形状のチップ２２が、間隔をおいて固着されている。本実施形態のチップ２２は、外周側が内周側よりも突出した形状をしている。シャンク２３は、例えば１ｍ程度の長尺の円筒形状を有している。

【0023】

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、コアビット２１の後方端の接続部２４が、回転機構部２５の回転軸に連結されている。回転機構部２５は、回転軸、ギア（図示せず）及びモータ２５ａを備えている。モータ２５ａは、その回転軸の回転力を、ギアを介して接続部２４に伝達して、コアビット２１を回転させる。

【0024】

直進機構部２７は、ガイド軸２７ａ及び可動部２７ｂを備えている。ガイド軸２７ａは、支持枠１１内でフレーム１３と平行に延在しており、その端部がフレーム１２，１４に取り付けられている。可動部２７ｂは、ガイド軸２７ａに摺動可能に取り付けられている。可動部２７ｂには、回転機構部２５が取り付けられている。可動部２７ｂは、ガイド軸２７ａ上を直進移動する。
なお、ガイド軸２７ａの穿孔対象物と反対側の端部には、管支持部材２９が取り付けられている。

【0025】

図５は、集塵機構部３０の吸引部３１を示すために、コアビット２１の先端を破断した部分拡大斜視図である。この図に示すように、集塵機構部３０は、中空の円柱形状を有した吸引部３１と、吸引部３１の中央に取り付けられた円筒管形状の吸引管３５とを備えている。吸引部３１は、コアビット２１の直径よりも小さい外径を有しており、コアビット２１内でコアビット２１と同軸に配置されている。吸引部３１の外周面には、複数の吸引口３１ａが形成されている。吸引口３１ａは、吸引部３１の内部空間を介して、吸引管３５の内部に連通している。

【0026】

図１（ａ）に示すように、吸引管３５は、コアビット２１のシャンク２３の中心軸上に延在されており、コアビット２１の接続部２４を貫通している。そして、接続部２４を貫通して、コアビット２１の外部に露出した吸引管３５は、管支持部材２９に支持されている。吸引管３５は、ホース３６を介して、集塵装置（図示せず）に接続されている。集塵機構部３０は、コアビット２１の回転や直進に追従せずに、その位置を保持する。

【0027】

次に、図６を用いて、以上の構成を有する穿孔装置１０を用いた穿孔方法について説明する。本実施形態では、穿孔対象物７０の円弧形状の当接面７１から孔を形成する。
まず、図示しないフォークリフトの一対のフォークを、穿孔装置１０の差込ブラケット１７に挿入して、穿孔装置１０を持ち上げる。

【0028】

そして、フォークを移動させて、穿孔装置１０の吸着部１８を、穿孔対象物７０の当接面７１に当接させる。次に、吸引装置を稼働させ、吸着部１８のシールリング１８ａに囲まれた空間から空気を排出して、穿孔装置１０の吸着部１８を、円弧形状の当接面７１に吸着させる。

【0029】

この場合、図６（ａ）に示すように、集塵機構部３０の吸引部３１は、隙間をおいて当接面７１の近傍に配置された状態になる。更に、コアビット２１のチップ２２が設けられた開口部は、当接面７１と隙間をおいて対向する。

【0030】

そして、吸引管３５に接続された集塵装置を駆動させる。これにより、吸引口３１ａを介して、コアビット２１内に収容された空気が、吸引管３５を介して排出される。

【0031】

次に、穿孔部２０の回転機構部２５のモータ２５ａ及び直進機構部２７の可動部２７ｂのモータを駆動させる。
この場合、図６（ｂ）に示すように、コアビット２１が回転しながら、穿孔対象物７０の当接面７１から内部へと直進して、円環形状に切削を行なう。ここで、コアビット２１がローラ１９間を通過すると、各ローラ１９は、コアビット２１に当接して、このコアビット２１の回転に従って回転する。

【0032】

そして、コアビット２１の切削によって発生した粉塵（切断粉）は、当接面７１近傍のコアビット２１内から、吸引部３１の吸引口３１ａを介して吸引管３５内に取集される。更に、この粉塵は、吸引管３５からホース３６を介して集塵装置に排出される。

【0033】

その後、コアビット２１による切削が完了した場合、差込ブラケット１７にフォークリフトを挿入して、穿孔装置１０を穿孔対象物７０から遠ざける。これにより、穿孔対象物７０におけるコアビット２１の内部領域がコアビット２１とともに引き抜かれ、穿孔対象物７０に孔が形成される。

【0034】

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の穿孔装置１０は、長尺の円筒形状のシャンク２３を有したコアビット２１と、シャンク２３の内部空間に配置された吸引部３１と、吸引管３５とを備えている。コアビット２１は、回転しながら直進して、穿孔対象物７０に円環形状に切削を行なう。この場合、吸引口３１ａを有した吸引部３１は、コアビット２１の動きとは関係なく、その位置を保持する。これにより、穿孔対象物７０の当接面７１の近傍に吸引口３１ａが常に配置されるので、長尺のコアビット２１で穿孔する場合であっても、効率的に切粉を吸引することができる。更に、吸引される切粉は、コアビット２１内に配置された吸引管３５を用いて、効率的に切粉を排出することができる。

【0035】

（２）本実施形態の吸引部３１の外周部には、吸引口３１ａが形成されている。この吸引口３１ａは、集塵装置に接続された吸引管３５の内部に連通している。これにより、コアビット２１による円環形状の切削領域の近傍で、効率的に切粉を吸引して排出することができる。

【0036】

（３）本実施形態の穿孔装置１０の支持枠１１の基板１５には、コアビット２１の外周面に当接する複数のローラ１９が回転可能に取り付けられている。これにより、コアビット２１の回転時に、コアビット２１に生じる振動を抑制することができる。

【0037】

（４）本実施形態の穿孔装置１０は、真空吸着パッドで構成された１対の吸着部１８が取り付けられている。これにより、当接面７１への吸着によって、穿孔装置１０を確実に固定できる。更に、吸着部１８は、揺動可能に取り付けられている。これにより、穿孔対象物７０の当接面７１が円弧形状であっても、この当接面７１の形状に沿って穿孔装置１０を、強固に固定することができる。

【0038】

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の穿孔装置１０では、コアビット２１の振動を制止するためのローラ１９を３つ取り付けた。ローラの数は、これに限定されない。複数のローラで挟持して振動を抑制できれば、２つや４つ等であってもよい。

【0039】

また、基板１５のフレーム１２側にローラ１９を設けたが、制振部の位置は、これに限らない。例えば、基板１５よりもコアビット２１の接続部２４側においてフレーム１３に取り付けてもよい。

【0040】

更に、基板１５のコアビット２１の接続部２４側に追加で、コアビット２１を挟むようにローラ１９を取り付けてもよい。また、穿孔装置１０において、穿孔中のコアビット２１の振動を抑制するための制振部の構成は、ローラ１９に限定されるものではない。

【0041】

・上記実施形態の穿孔装置１０の吸着部１８を、真空吸着パッドで構成した。吸着部１８は、穿孔装置１０を、曲面等の穿孔対象物の当接面に着脱可能に固定できる機構であれば、真空吸着パッドに限られない。

【0042】

・上記実施形態の穿孔装置１０は、コアビット２１の内部を吸引することにより、切粉を排出した。これに加えて、コアビット２１の外周を覆って、この外周に空気を供給してもよい。更に、吸引部３１の吸引口３１ａは、円筒形状の外周部に設けたが、コアビット２１の切削部分の近傍であればよく、吸引口３１ａの配置はこれに限定されるものではない。例えば、穿孔対象物に対向する面における外周縁部に設けるようにしてもよい。更に、上記実施形態では、吸引部３１を、隙間をおいて穿孔対象物７０の当接面７１に配置した。吸引部３１の配置は、これに限らず、吸引部３１の吸引口３１ａが当接面７１と隙間をおいて配置できれば、吸引部３１の先端を当接面７１に当接してもよい。

【0043】

・上記実施形態の穿孔装置１０は、長尺のシャンク２３を有する一体式のコアビット２１を備えた。穿孔装置に用いられるコアビットは、長尺のシャンクを有する一体式の構成に限定されるものではない。例えば、連続式に用いられている構成に適用することも可能である。この場合には、形成する孔の長さに相当する分の複数のチューブを連結しておく。

【符号の説明】

【0044】

１０…穿孔装置、１１…支持枠、１２，１３，１４…フレーム、１５…基板、１５ａ…貫通孔、１７…差込ブラケット、１８…吸着部、１８ａ…シールリング、１９…ローラ、２０…穿孔部、２１…コアビット、２２…チップ、２３…シャンク、２４…接続部、２５…回転機構部、２５ａ…モータ、２７…直進機構部、２７ａ…ガイド軸、２７ｂ…可動部、２９…管支持部材、３０…集塵機構部、３１…吸引部、３１ａ…吸引口、３５…吸引管、３６…ホース、７０…穿孔対象物、７１…当接面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】